论文部分内容阅读
本论文是关于高支化碱溶性感光聚合物的合成及其抗蚀剂在连续深浮雕微光学元件加工中的应用研究。设计了用偏苯三酸酐（TA），环氧氯丙烷（ECH）合成高支化碱溶性聚酯、利用聚酯末端的羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）反应得到高支化碱溶性感光聚合物的路线。通过改变反应物配比，引入光敏剂结构及官能化环氧进行改性合成了不同感光特性的聚合物。在偏苯三酸酐与环氧氯丙烷反应体系中羧基与环氧基、羟基与酸酐是两个主要反应，它们交替进行生成高支化碱溶性聚酯，而羧基与仲羟基、羧基与氯甲基可能导致分子间交联的付反应，以及仲羟基与环氧基的付反应在聚合反应条件下均不明显。IR、H-NMR、13C-NMR分析表明合成产物与设计结构一致。GPC、UV结果表明：聚合物在反应物配比TA/ECH=1（摩尔比）时分子量最大，聚合物的光吸收截止波长为320nm。 通过残膜率-曝光能量曲线表征了高支化碱溶性感光聚合物及其抗蚀剂的感光特性。残膜反差γgel，初始凝胶能量E0.gel受多种因素影响，得到了E0.gel可达到5．5mJ/cm2，γgel可达到8.13的抗蚀剂。高支化碱溶性感光聚合物的酸值、双键含量、TA/ECH摩尔比等影响其抗蚀剂的成像显影性能，通过控制成影显影条件，在混合光源及接触曝光的条件下分辨率能达到接触曝光的最好水平～1μm，同时图像十分清晰，断面整齐。 研究了高支化碱溶性感光聚合物及其抗蚀剂深度线性范围的变化。将高支化碱溶性感光聚合物配制的抗蚀剂用于连续深浮雕微透镜阵列光学元件加工中，克服了目前使用的抗蚀剂的面形控制困难、重复性差、光透过率低、刻蚀深度浅等缺点。研制的抗蚀剂经曝光和多次刻蚀烘烤制作的微光学元件图与掩模图形（200μm×200μm）误差小，初步实验结果表明：在200μm×200μm范围内刻蚀深度可达56.28μm。